桥梁、隧道智能检测车第二节机械臂伸缩机构的制作方法

本实用新型涉及桥梁、隧道检测技术领域，尤其是桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构。

背景技术：

桥梁、隧道智能检测车是对桥梁、隧道定期探伤的一种设备；该设备主要通过高分辨率相机对桥梁、隧道混凝土表面的裂缝进行检测，根据裂缝的形状、长短、宽窄、深浅以及所处的部位，判断桥梁、隧道的早期病害。图1、图2是桥梁、隧道智能检测车示意图，桥梁、隧道智能检测车主要由承载车辆(1)、底座(2)、多节机械臂及其驱动系统、照相机(7)、控制系统、信息处理系统以及数据传输系统等构成，其中多节机械臂中：第一节机械臂(3)为水平放置，通过轴承支承与底座(2)连接，第一节机械臂(3)能够在水平面内回转，第二节机械臂(4)通过铰链与第一节机械臂(3)连接，第二节机械臂(4)能够在铅垂面内摆动，第二节机械臂(4)的尾端设有旋转节(5)，旋转节(5)后端装有第三节机械臂(6)，第三节机械臂(6)的尾端是照相机(7)；第二节机械臂(4)较长，由多层空心管构成，在工作时通常为铅垂状态，第二节机械臂(4)具有伸缩功能；根据目前公知的技术，多层、长管自动伸缩机构，一般为多级齿轮齿条副结构、多级链轮链条副结构或多阶钢丝绳牵引结构等，其结构复杂，故障率高。

技术实现要素：

为了解决多层、长管自动伸缩结构复杂问题，本实用新型提供一种桥梁、隧道智能检测车第二节机械臂伸缩机构，该机构由三层叠装管及其导向和驱动机构构成，结构独特，性能稳定。

本实用新型采取的技术方案是：桥梁、隧道智能检测车第二节机械臂伸缩机构中，所述三层叠装管及其导向包括外层管、导向块a、中层管、连接板、铰链轴、导向块b、导向块c、内层管和导向块d；外层管上设有连接板，连接板通过铰链轴与第一节机械臂连接，外层管内套装中层管，中层管通过导向块a和导向块c导向，中层管内套装内层管，内层管通过导向块b和导向块d导向；所述驱动机构包括链条a、链接扣a、链轮a、轮轴a、支板、链接扣b、链接扣c、链条b、链轮b、支架、减速机和伺服电机；支架固装在中层管的下方，支架上装有减速机和伺服电机，减速机上装有链轮b和链条b，链条b的一端通过链接扣c固定在外层管的下端，链条b的另一端通过链接扣b装在内层管的上端；支板固装在中层管上，支板上装有轮轴a、链轮a和链条a，链条a的一端通过链接扣a装在外层管的上端，链条a的另一端通过链接扣b装在内层管的上端；链条b与链轮b啮合、链条a和链轮a啮合，并形成运动副，链轮b是主动链轮，链轮a是被动链轮，伺服电机和减速机是驱动机构；当链轮b正向旋转是时，伺服电机、减速机和中层管就上升，同时，链轮a也上升，内层管在链条a的牵引下也上升，即第二节机械臂伸缩机构回缩；当链轮b反向旋转是时，伺服电机、减速机和中层管就下降，同时，链轮a也下降，内层管在链条a的牵引下也下降，即第二节机械臂伸缩机构外伸。

本实用新型的有益效果是，桥梁、隧道智能检测车第二节机械臂伸缩机构，其驱动为单级链轮链条副结构，通过一套伺服电机系统驱动，就能使多层套装伸缩管同步运行，实现伸缩功能，伸缩自如，且成本低。

附图说明

图1、图2是桥梁、隧道智能检测车外形结构示意图。

图3是桥梁、隧道智能检测车第二节机械臂伸缩机构示意图。

图4是图3的剖视示意图。

图中：1.承载车辆，2.底座，3.第一节机械臂，4.第二节机械臂，5.旋转节，6.第三节机械臂，7.照相机，401.外层管，402.导向块a，403.中层管，404.链条a，405.链接扣a，406.链轮a，407.轮轴a，408.支板，409.连接板，410.铰链轴，411.链接扣b，412.导向块b，413.导向块c，414.链接扣c，415.内层管，416.链条b，417.导向块d，418.链轮b，419.支架，420.减速机，421.伺服电机。

具体实施方式

如图3、图4所示，是本实用新型实施例，桥梁、隧道智能检测车第二节机械臂伸缩机构由三层叠装管及其导向和驱动机构构成；所述三层叠装管及其导向包括外层管(401)、导向块a(402)、中层管(403)、连接板(409)、铰链轴(410)、导向块b(412)、导向块c(413)、内层管(415)和导向块d(417)；外层管(401)上设有连接板(409)，连接板(409)通过铰链轴(410)与第一节机械臂(3)连接，外层管(401)内套装中层管(403)，中层管(403)通过导向块a(402)和导向块c(413)导向，中层管(403)内套装内层管(415)，内层管(415)通过导向块b(412)和导向块d(417)导向；所述驱动机构包括链条a(404)、链接扣a(405)、链轮a(406)、轮轴a(407)、支板(408)、链接扣b(411)、链接扣c(414)、链条b(416)、链轮b(418)、支架(419)、减速机(420)和伺服电机(421)；支架(419)固装在中层管(403)的下方，支架(419)上装有减速机(420)和伺服电机(421)，减速机(420)上装有链轮b(418)和链条b(416)，链条b(416)的一端通过链接扣c(414)固定在外层管(401)的下端，链条b(416)的另一端通过链接扣b(411)装在内层管(415)的上端；支板(408)固装在中层管(403)上，支板(408)上装有轮轴a(407)、链轮a(406)和链条a(404)，链条a(404)的一端通过链接扣a(405)装在外层管(401)的上端，链条a(404)的另一端通过链接扣b(411)装在内层管(415)的上端；链条b(416)与链轮b(418)啮合、链条a(404)和链轮a(406)啮合，并形成运动副，链轮b(418)是主动链轮，链轮a(406)是被动链轮，伺服电机(421)和减速机(420)是驱动机构；当链轮b(418)正向旋转是时，伺服电机(421)、减速机(420)和中层管(403)就上升，同时，链轮a(406)也上升，内层管(415)在链条a(404)的牵引下也上升，即第二节机械臂伸缩机构回缩；当链轮b(418)反向旋转是时，伺服电机(421)、减速机(420)和中层管(403)就下降，同时，链轮a(406)也下降，内层管(415)在链条a(404)的牵引下也下降，即第二节机械臂伸缩机构外伸。

链轮a(406)与轮轴a(407)通过轴承连接，链轮a(406)能够绕轮轴a(407)旋转。

导向块a(402)、导向块b(412)、导向块c(413)和导向块d(417)均为滑动支承结构，导向块a(402)、导向块c(413)固装在外层管(401)的内壁上，导向块b(412)固定在内层管(415)的外壁上，导向块d(417)固定在中层管(403)内壁上。

链接扣b(411)与内层管(415)固定连接，并且链接扣b(411)分别与链条a(404)、链条b(416)铰结连接。

技术特征：

1.桥梁、隧道智能检测车第二节机械臂伸缩机构，由三层叠装管及其导向和驱动机构构成；其特征是：所述三层叠装管及其导向包括外层管(401)、导向块a(402)、中层管(403)、连接板(409)、铰链轴(410)、导向块b(412)、导向块c(413)、内层管(415)和导向块d(417)；外层管(401)上设有连接板(409)，连接板(409)通过铰链轴(410)与第一节机械臂(3)连接，外层管(401)内套装中层管(403)，中层管(403)通过导向块a(402)和导向块c(413)导向，中层管(403)内套装内层管(415)，内层管(415)通过导向块b(412)和导向块d(417)导向；所述驱动机构包括链条a(404)、链接扣a(405)、链轮a(406)、轮轴a(407)、支板(408)、链接扣b(411)、链接扣c(414)、链条b(416)、链轮b(418)、支架(419)、减速机(420)和伺服电机(421)；支架(419)固装在中层管(403)的下方，支架(419)上装有减速机(420)和伺服电机(421)，减速机(420)上装有链轮b(418)和链条b(416)，链条b(416)的一端通过链接扣c(414)固定在外层管(401)的下端，链条b(416)的另一端通过链接扣b(411)装在内层管(415)的上端；支板(408)固装在中层管(403)上，支板(408)上装有轮轴a(407)、链轮a(406)和链条a(404)，链条a(404)的一端通过链接扣a(405)装在外层管(401)的上端，链条a(404)的另一端通过链接扣b(411)装在内层管(415)的上端；链条b(416)与链轮b(418)啮合、链条a(404)和链轮a(406)啮合，并形成运动副，链轮b(418)是主动链轮，链轮a(406)是被动链轮，伺服电机(421)和减速机(420)是驱动机构。

2.根据权利要求1所述的桥梁、隧道智能检测车第二节机械臂伸缩机构，其特征是：链轮a(406)与轮轴a(407)通过轴承连接，链轮a(406)能够绕轮轴a(407)旋转。

3.根据权利要求1所述的桥梁、隧道智能检测车第二节机械臂伸缩机构，其特征是：导向块a(402)、导向块b(412)、导向块c(413)和导向块d(417)均为滑动支承结构，导向块a(402)、导向块c(413)固装在外层管(401)的内壁上，导向块b(412)固定在内层管(415)的外壁上，导向块d(417)固定在中层管(403)内壁上。

4.根据权利要求1所述的桥梁、隧道智能检测车第二节机械臂伸缩机构，其特征是：链接扣b(411)与内层管(415)固定连接，并且链接扣b(411)分别与链条a(404)、链条b(416)铰结连接。

技术总结
桥梁、隧道智能检测车第二节机械臂伸缩机构，由三层叠装管及其导向和驱动机构构成，三层叠装管及其导向包括外层管、导向块A、中层管、连接板、铰链轴、导向块B、导向块C、内层管和导向块D；驱动机构包括链条A、链接扣A、链轮A、轮轴A、支板、链接扣B、链接扣C、链条B、链轮B、支架、减速机和伺服电机；其特点是驱动为单级链轮链条副结构，通过一套伺服电机系统驱动，就能使多层套装伸缩管同步运动，实现伸缩功能，伸缩自如，且成本低。

技术研发人员：刘文江;刘锋;王加祥;国兴洋;石庆国;陈允泉;丁晓冬;俞涛
受保护的技术使用者：山东交通学院;山东省机械设计研究院;山东泉建工程检测有限公司
技术研发日：2020.07.03
技术公布日：2021.01.12